Global Monitoring Laboratory – Carbon Cycle Greenhouse Gases

La tabella riassume gli aumenti annuali del CH4 atmosferico basati su dati di superficie marina mediati a livello globale.

L’aumento annuale del CH4 atmosferico in un dato anno è l’aumento della sua abbondanza (frazione molare) dal 1° gennaio di quell’anno al 1° gennaio dell’anno successivo, dopo che il ciclo stagionale è stato rimosso (come mostrato dalle linee nere nella figura sopra). Rappresenta la somma di tutto il CH4 aggiunto e rimosso dall’atmosfera durante l’anno dalle attività umane e dai processi naturali. La nostra prima stima preliminare per l’aumento annuale di un particolare anno è prodotta durante il mese di aprile dell’anno successivo, utilizzando i dati disponibili dall’anno precedente. È importante riconoscere che la stima iniziale di aprile dell’aumento annuale è probabile che cambi significativamente man mano che si aggiungono altri dati all’analisi. Tale stima sarà aggiornata nei mesi successivi, man mano che più campioni saranno misurati per il CH4 e inclusi nell’analisi. Entro l’autunno dell’anno successivo l’aumento annuale convergerà tipicamente verso un valore “finale”.

Le stime dell’abbondanza globale media di CH4 (media mensile e annuale) e l’aumento annuale sono aggiornati ogni mese quando nuovi campioni vengono riportati a Boulder, misurati per il CH4 e aggiunti all’analisi. L’aggiunta di nuovi dati più recenti migliora la precisione della stima iniziale aumentando la densità spaziale dei dati ed eliminando gli “effetti finali” delle procedure di adattamento delle curve utilizzate. Abbiamo studiato gli impatti dell’aggiunta di nuovi dati ai parametri qui riportati, e segue un riassunto dei risultati:

Le stime iniziali dell’aumento annuale di CH4 fatte in aprile per l’anno precedente sono distorte rispetto a quelle che seguono usando dati aggiuntivi. La distorsione media nella stima iniziale è +1±0,8 ppb yr-1 (1 deviazione standard indicata). Nel corso dei mesi successivi, la distorsione media diminuisce lentamente fino a diventare trascurabile entro luglio o agosto. In ogni anno, però, la distorsione nella stima iniziale dell’aumento annuale può essere molto più grande della media, con distorsioni fino a ±3 ppb yr-1; cioè, può essere positiva o negativa. In altre parole, fino alla fine di un anno, la distorsione nell’aumento annuale può essere molto più grande dell’incertezza riportata sulla base del metodo bootstrap descritto di seguito.

Il comportamento delle medie annuali iniziali e delle medie mensili è simile (vedi i link ai file sotto). Per il CH4 medio mensile, il valore iniziale è tipicamente troppo alto, fino a 7.6 ppb.

L’incertezza stimata nell’aumento annuale globale del CH4 varia di anno in anno. È stimata usando due termini: Il primo è un metodo “bootstrap” (ricampionamento) che varia i siti nella nostra rete. Ogni realizzazione bootstrap della rete è costruita scegliendo a caso i siti, con restituzione, dai siti dello strato limite marino esistenti nella rete cooperativa NOAA/GML di campionamento globale dell’aria (Dlugokencky et al., 1994). Ogni membro dell’ensemble di reti ha lo stesso numero di siti della rete reale, ma alcuni siti sono mancanti, mentre altri sono rappresentati più di una volta. Un’ulteriore condizione è che almeno un sito sia presente dalle alte latitudini meridionali, uno dai tropici e uno dalle alte latitudini settentrionali, perché abbiamo sempre mantenuto un’ampia copertura di latitudine nella rete reale. Le lacune temporali dei dati nei singoli siti sono presenti nelle reti bootstrap. Il secondo termine è un metodo Monte Carlo che modifica casualmente i dati per tenere conto dell’incertezza di misura. Le modifiche sono basate sulla valutazione dell’incertezza casuale nelle misure, e varia nel tempo. In entrambi i casi, vengono create 100 serie temporali mediate a livello globale. Calcoliamo la media e la deviazione standard per l’aumento annuale di ogni anno dai membri dell’ensemble, e una deviazione standard dai due termini (rete e analitica) viene presa in quadratura per dare l’incertezza riportata ad ogni passo temporale. Come menzionato in precedenza, la distorsione nelle nostre prime stime dell’aumento annuale, della media mensile e della media annuale può essere significativamente maggiore dell’incertezza dichiarata.